[发明专利]利用持久存储器的计算装置和方法

说明书

本文公开了与包括持久存储器的使用和备份在内的计算相关联的设备、方法和存储介质。在各实施例中，用于计算的设备可以包括用于托管一个或多个虚拟机的操作的一个或多个处理器以及持久存储器；以及存储多个映射的一个或多个页表，所述映射将该持久存储器的虚拟化中一个或多个虚拟机的多个虚拟存储器页映射到该持久存储器中被分配给所述一个或多个虚拟机的多个物理存储器页。所述设备还可以包括管理对该持久存储器的访问的存储器管理器，存储器管理器包括用于服务于对被映射到其被标记为只读的物理存储器页的虚拟存储器页进行寻址的写入指令的写入时复制机制。可描述其他实施例并且/或者要求它们的权利。

技术领域

本公开涉及计算领域。具体而言，本公开涉及持久存储器的使用和备份。

背景

本文中所提供的背景描述用于概括地呈现本公开的上下文的目的。除非在本文中另有指示，本部分中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不因为包含在本部分中而被承认为现有技术。

非易失性双列直插式存储器模块(NVDIMM)是一种具有一系列动态随机存取存储器集成电路的计算机可读存储器，该存储器是字节可寻址的并且即使当电源由于非预期的功率损失、系统崩溃或由于正常的系统关机而被移除时仍能保留数据。根据最近进展，期望NVDIMM将为计算平台提供大容量、高速、字节可寻址的非易失性存储器(此后被称为持久存储器(PMEM))。期望PMEM模块很快就可具有128千兆字节(GB)到512GB的容量，并且具有多个PMEM模块的平台可以合成几兆兆字节(TB)的非易失性存储器。这样，在将来的基于PMEM的虚拟化计算平台中，每个客虚拟机(VM)都可以具有计算平台的PMEM的大部分，例如1个TB。具有PMEM的虚拟化(vPMEM)的客VM可以具有大容量、非易失性的快速存取速度存储器，该存储器适用于性能关键性使用(例如数据库)，或任务关键性使用(例如邮件服务器)。

然而，这样的基于PMEM的系统还可能遭受：1)包括NVDIMM故障在内的硬件故障，2)PMEM的耐久性可能在某一天失效，或3)病毒或恶意软件可能删除和/或盖写客VM具有的PMEM数据。因此，例如使用磁带和/或附加的硬盘对海量vPMEM数据进行定期的数据备份，并确保备份的可用性以在上述情形之一下将系统恢复到的先前快照对于减轻数据丢失对任务关键性使用的影响来说是重要的。而且，对于许多性能或任务关键性应用来说，备份需要是在应用保持可用的情况下的实况备份，因为完整的备份可能花费数小时或甚至更长。

现有的数据备份机制通常以基于块输入/输出(I/O)的盘设备为基础，和/或要求因应用而异的解决方案。通常，采用用于维持足够的知识以提供内部盘数据的集成快照，以使得备份数据可以被用于重建该系统的内置机制。例如，Exchange Server具有用于将其内部服务器盘数据输出到外部盘存储的内置机制。作为进一步的示例，卷影复制是被本机操作系统(OS)用于在该OS正在运行时拍摄其内部文件或卷的快照的另一种技术。它需要OS内置的特征。注意集成数据快照是重要的，因为备份过程可能花费数小时或甚至更长，并且数据在备份过程期间可变化很多，从而导致其中备份数据(打算要备份的那些数据(其是新的)加上磁带/盘中已经被备份的数据(其是旧的))形成无效组合的情况。一种替换的解决方案是使用(来自多个节点的)多个存储盘来形成廉价盘冗余阵列(RAID)系统，使得一个节点的故障可以基于该RAID系统使用的冗余度来恢复。然而，这些现有解决方案要么要求因应用而异的功能性支持(这种支持并非广泛可用)，要么它们要求系统使用慢速盘，且中央处理单元(CPU)介入输入/输出(I/O)路径以构建该冗余度。它们都不是应用不可知的，也不是将来的高容量、高速、字节可寻址的基于PMEM系统所期望的。

附图简述

通过下列具体实施方式结合附图，将容易理解实施例。为了便于该描述，相同的附图标记指示相同的结构元件。在附图中，通过示例而非限制地说明实施例。

图1示出根据各实施例的具有本公开的持久存储器使用和备份技术的示例计算系统。

图2更加详细地示出根据各实施例的存储器管理器的写入时复制机制。